Ceramica Materiale

maioliche Il materiale ceramica viene utilizzato molto spesso nel settore dell’edilizia. Fin dall’antichità questo incredibile materiale viene impiegato soprattutto per le pavimentazioni.

Una pavimentazione in ceramica possiede infatti numerosi vantaggi:

  • Resiste al trascorrere del tempo e all’usura
  • Resiste ai graffi
  • Facile da pulire e trattare
  • Disponibili vari colori e formati

Molte sostanze e ingredienti combinare tra loro creano dei colori e un aspetto estetico della ceramica differente. Ad esempio, a seconda del numero e della tipologia di ossidi coloranti, possiamo avere delle tonalità di colori differenti della ceramica.

Il silicato di zirconio invece viene impiegato per gli impasti di colore bianco.

Impasto Ceramico: Come si ottiene?

L’impasto ceramico serve per ottenere il materiale; principalmente composto da argilla e sabbia, vengono aggiunti poi degli ossidi per colorare l’impasto e ottenere delle tonalità differenti.

In commercio si trovano tante varianti delle ceramiche, vediamo insieme uno dei più richiesti: il gres porcellanato

Gres Porcellanato: Caratteristiche

Cosa distingue una tradizionale ceramica da un gres porcellanato? A differenza del materiale classico, il gres può assomigliare quasi del tutto ad un diverso materiale.
Spieghiamo meglio: un gres con effetto legno assomiglierà perfettamente ad un parquet, questo significa che avrà le stesse tonalità di colore e striature.

Il gres con effetto marmo invece sembrerà in tutto e per tutto corrispondente a questo materiale pregiato.
Ma perché acquistare un gres anziché un marmo oppure un parquet? Innanzitutto per il costo della materia prima.

Altro fattore da considerare è sicuramente il costo della manodopera, quindi dell’installazione delle piastrelle o listoni.

Infine, ma non ultimo, il costo della manutenzione. Un pavimento in parquet o in marmo avranno bisogno ogni tot di tempo di una manutenzione straordinaria, per mantenere il prodotto intatto ed eliminare eventuali difetti o macchie.

Le Maioliche

Le maioliche sono perfette per decorare e abbellire le pareti della casa, in particolare nelle stanze del bagno e della cucina.
Non solo pavimenti dunque, ma soluzioni sempre più personalizzate. Una delle ultime tendenze è quella di applicare le maioliche sulla parete del soffitto, riprendendo un po’ quelle che erano le tecniche di decorazione dell’antichità.

A seconda del tipo di impasto ceramico, delle modalità di cottura e delle decorazioni avremo un tipo diverso di maiolica.
Come vedi quindi da una semplice ceramica possiamo ottenere davvero di tutto.

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L’umidità di risalita: un fenomeno da conoscere

Tutte le costruzioni, vecchie o nuove, possono essere aggredite dall’umidità, ed eliminare questa fonte di guai non è sempre cosa facile. Tenere sotto controllo il tasso di umidità nelle nostre abitazioni non è una necessità che riguarda solo le strutture della casa, ma anche e soprattutto la prevenzione di patologie che interessano noi stessi e i nostri bambini.

Umidità in casa: i rischi per la salute

Infatti, la presenza di umidità in eccesso crea le condizioni ideali per il proliferare di microorganismi come muffe e altri funghi, che possono essere responsabili di diverse malattie, come congiuntiviti, riniti, irritazioni della pelle e anche provocare difficoltà respiratorie; uno studio del Ministero della Salute, condotto su bambini tra i 6 e 12 anni, ha confermato una stretta correlazione tra la tosse notturna e la presenza di muffa sulle pareti; diversi studi hanno dimostrato come questi microrganismi siano anche responsabili di una significativa percentuale di bimbi con asma cronica. In aggiunta, le operazioni per ripristinare i danni causati dall’umidità alle strutture delle nostre abitazioni sono impegnative e costose, e devono essere effettuate con una certa frequenza, se non adottiamo le misure necessarie per evitare il ripresentarsi della situazione.

Umidità e cause

Ma quali sono le cause dell’umidità nelle nostre case? Molti sono i fattori che determinano questo problema; alcuni sono noti a tutti, come per esempio la presenza di infiltrazioni di acqua piovana da tetti e mansarde oppure da porte e finestre non opportunamente sigillate, o anche la mancata o insufficiente areazione dei locali; è anche risaputo che l’alternarsi del riscaldamento e raffreddamento delle pareti dovuti all’utilizzo di sistemi per riscaldare le abitazioni, se non gestiti in modo corretto, possono causare, insieme alle variazioni di temperatura dovute alla stagionalità, la formazione di ingenti condense sui muri.

Una causa forse poco nota ma estremamente importante che determina l’aumento di umidità, è la risalita di acqua nei muri dal terreno, chiamata umidità di risalita. In realtà questo fenomeno è la causa più frequente del degrado degli edifici ed è anche la più difficile da combattere. L’umidità di risalita, detta anche ascendente, proviene dalla normale presenza di acqua nel terreno; se la casa è costruita in prossimità di falde acquifere e confina con suoli dal basso drenaggio, oppure è situata nelle vicinanze di laghi o fiumi o in aree ad alta piovosità, il fenomeno della risalita di acqua nelle pareti è più intenso; anche rotture occasionali di tubazioni del circuito idrico dell’abitazione possono contribuire ad aumentare il volume di liquido assorbito e trasportato.

L’ acqua quindi viene a contatto con la struttura muraria e, data la permeabilità e le caratteristiche di composizione del materiale da costruzione dei muri, risale per capillarità nelle pareti ed è convogliata all’interno dell’abitazione: a questo punto iniziano i guai. Infatti, il liquido intrappolato nel muro, filtrerà dalle parete depositandosi sull’intonaco: qui si formeranno condense che trascineranno anche i sali assorbiti, provocando non solo la fioritura di muffe, ma anche la comparsa di aloni, incrostazioni, fessurazioni e crepe che rovineranno le superfici intonacate e nei casi più gravi causeranno anche lo sgretolamento del muro.

Come prevenire l’umidità di risalita?

Il mercato offre diverse tipologie di prodotti per intervenire sulla muffa e per il trattamento del muro e dell’intonaco; chiunque può recarsi al più vicino negozio di ferramenta ed acquistare prodotti per eliminare muffe e altri microrganismi e munirsi di stucchi e vernici per cercare di rimediare ai danni, ma una cosa è certa: per eliminare il problema dell’umidità di risalita il il fai da te è altamente sconsigliato!

Occorre rivolgersi agli esperti del settore, che effettueranno un sopralluogo per valutare la situazione e proporre il corretto intervento. Murprotec è una ditta specializzata, con più di 60 anni di esperienza nei trattamenti contro l’umidità e offre le più efficaci e moderne tecnologie per rimediare alle infiltrazioni d’acqua dovute all’umidità di risalita. Il pool di esperti Murprotec realizza interventi che non solo riescono ad eliminare completamente l’acqua accumulata nelle pareti, ma anche risolvono definitivamente la problematica impedendone il ripresentarsi, restituendo alla nostra casa l’originale comfort abitativo.

L’amianto e il suo uso in edilizia

L’amianto, chiamato anche asbesto, è un minerale a struttura fibrosa dei silicati. Le caratteristiche intrinseche del materiale, tra cui la resistenza alla trazione, all’invecchiamento e al fuoco, lo hanno reso uno dei materiali edili più usati nel corso della storia.

Il significato del suo stesso nome, “immacolato, incorruttibile, inestinguibile”, ricorda il comportamento di questo minerale di fronte ai segni del tempo. Ulteriori peculiarità come la capacità fonoassorbente e termoisolante unite al basso costo di produzione e di commercializzazione hanno permesso l’utilizzo dell’amianto in oltre 3000 prodotti appartenenti a settori merceologici differenti.

Utilizzo dell’amianto

Tra questi campi d’applicazione quello dell’edilizia è sicuramente quello che più ha fatto uso di amianto. Circa l’80% dell’amianto prodotto è stato usato per coperture civili ed industriali, tubazioni e serbatoi.

I materiali o i manufatti contenti amianto realizzati con matrici definite compatte che sono stati installati in edifici prefabbricati e in muratura sono in genere le coperture (lastre, pannelli, tegole), le tubazioni (tubi di scarico, funi di vapori e liquami), i serbatoi contenitori di liquidi, i pavimenti in vinilamianto, le pareti e i pannelli fonoassorbenti e le controsoffittature.

Altre forme di impiego dell’amianto che si sono rivelate inquinanti sono stati gli intonaci contenenti amianto applicati sulle pareti a spruzzo o a cazzuola e le guarnizioni di tenuta di porte tagliafuoco, in treni e in mezzi di trasporto marittimo.

Il rischio maggiore è rappresentato dallo sfaldamento della matrice d’amianto caratterizzato dal rilascio di fibre e fibrille nell’ambiente. Le fibre dell’amianto essendo estremamente fini tendono lentamente a suddividersi longitudinalmente. Se esso è presente in matrice compatta manterrà le caratteristiche di prodotto integro fino a quando non verrà lavorato con utensili meccanici, invece se è presente in matrice friabile potrà rilasciare fibre in quantità elevata, anche dopo uno sfregamento manuale.

Leghe ferrose

Le leghe ferrose sono quelle in cui il ferro è il principale componente. Gli acciai sono le leghe più importanti e sono costituiti da ferro, piccole quantità di carbonio (< 2%) e, molte volte, da altri elementi. In quest’ultimo caso si parla di elementi alliganti e i relativi acciai sono definiti legati. Le ghise sono altre leghe ferro-carbonio: rispetto agli acciai hanno un contenuto di carbonio superiore, in genere dal 2 al 4,6%.

Il gran consumo di acciaio e ghisa è dovuto a tre motivi fondamentali:

  • i composti contenenti ferro sono abbondanti nella crosta terrestre;
  • il ferro e le leghe sono prodotti relativamente economici;
  • la facilità con la quale se ne può variare la microstruttura, e quindi le caratteristiche meccaniche, in funzione del contenuto di carbonio e di trattamenti termici.

 

Lo svantaggio di quasi tutte le leghe ferrose è la loro predisposizione a corrodersi.

Acciai

Con il nome di acciaio si definiscono le leghe ferro-carbonio in cui il tenore di quest’ultimo elemento è inferiore al 2,0%, limite massimo di solubilità del C nell’austenite. Con il nome di acciai speciali o acciai legati s’intendono quelli che, oltre al ferro e al carbonio, contengono altri elementi volutamente introdotti (alliganti).
I comuni acciai al carbonio contengono solo residue impurezze, mentre gli acciai speciali contengono elementi diversi in concentrazioni ben determinate. Esistono migliaia di acciai con differenti composizioni c/o trattamenti termici. Le proprietà meccaniche sono sensibili al contenuto di C che, in genere, è inferiore all’ 1%(in peso).
Il ruolo del C è così importante che nell’identificazione dei vari acciai è indicato il suo contenuto. Sono denominati anche dolci (quelli a basso contenuto di C), semidolci (medio contenuto di C) e duri (alto contenuto di C).
Manganese, nichel, cromo, molibdeno sono gli elementi più di frequente introdotti come alliganti negli acciai. Quando queste aggiunte sono contenute entro il 5% in peso, gli acciai sono definiti acciai bassolegati. Le caratteristiche di questi acciai sono molto condizionate dai trattamenti termici.
Gli acciai che devono operare in condizioni particolari contengono gran quantità di alliganti (acciai altolegati). Fra questi sono noti gli acciai inossidabili.

Acciai nell’edilizia

Gli acciai in edilizia sono utilizzati sotto diversissime forme e dimensioni, in un’ampia gamma di prodotti ottenuti sia per lavorazione a caldo” sia per lavorazione a freddo, o per una combinazione di entrambi, in funzione dei requisiti meccanici voluti. Si utilizzano sotto forma di lamiere, tubi, profilati e fili.
Le lamiere sottili (spessore sotto i 3 mm) sono ottenute da acciaio dolce o semiduro. La resistenza meccanica a trazione varia da 340 a 500 MPa e allungamento dal 20 al 25%. Per aumentarne la resistenza a flessione sono profilate per indurre sagome ondulate, grecate ecc. Sono utilizzabili per pareti di facciata, pannelli di rivestimento. pareti mobili ecc. Queste lamiere quando sono rivestite sulle due facce di zinco sono utilizzate per serrande, grondaie, coperture, condizionatori ecc. Sono infine ricopribili, a causa dell’alto grado di rifinitura superficiale, con pitture e vernici, con smalti inorganici.
Le lamiere di maggiore spessore, da 3 a 50 mm, presentano resistenza a trazione che varia da 340 a 850 MPa, tensione di snervamento da 20 a 35 MPa, secondo lo spessore, e allungamento dal 10 a125%. Sono utilizzate per piastre di fondazione, piastre di giunzione e per l’ottenimento di profili composti per strutture portanti. A caldo sono ottenute le lamiere striate e bugnate, vale a dire con un disegno a forma di losanghe o a forma di tacche, su una sola faccia. Sono utilizzabili per piani di calpestio, scale metalliche ecc.
Acciai a basso contenuto di C (extradolci e semidolci) sono utilizzati per tubi a sezione quadrata, rettangolare o circolare. Le dimensioni sono molto varie e gli usi i più diversi: dalle colonne portanti alle reti di distribuzione di gas, aria, acqua e per lavori di carpenteria leggera. Per una maggiore resistenza alla corrosione sono usati con rivestimenti vari (zinco, malta di cemento ecc.).
I tubi a sezione circolare tipo Mannesmann (tubi non saldati) sono prodotti con l’omonimo laminatoio partendo da un lingotto cilindrico che, trascinato da speciali cilindri trono-conici con assi sghembi, è perforato in senso longitudinale da una spina con punta ovoidale e poi rifinito con altre lavorazioni. Questi tubi presentano elevate caratteristiche meccaniche e sono adatti per condotte idrauliche ad alta pressione.
I profilati, di diverse dimensioni e forme e sezioni, sono utilizzati per la carpenteria metallica. Profilati di grandi dimensioni sono utilizzati per la realizzazione di strutture portanti, coperture, solai, orditure per pareti. l fili di acciaio, ottenuti per trafilatura a freddo, richiedono l’utilizzo di un acciaio extradolce. Le tensioni indotte nell’incrudimento sono in parte rimosse a seguito di ricottura o durante la loro ricopertura con zinco. Con questi fili si fabbricano, per esempio, le reti elettrosaldate per calcestruzzo armato.

Acciai per conglomerato cementizio, normale o precompresso

Le armature per il calcestruzzo armato sono prodotte per laminazione e trafilatura a caldo, in barre tonde di diametri variabili. In funzione delle caratteristiche superficiali, le armature sono divise in barre lisce e ad aderenza migliorata.
Barre non saldabili sono ottenute da acciai con elevati tenori di C (fino al 0,5% e presenza di Mn e Si). Per garantire maggiore resistenza e duttilità nelle strutture, con contemporanea possibilità di saldature e la realizzazione di reti elettrosaldate in cantiere, sono stati posti sul mercato prodotti ottenuti mediante trattamenti termo-meccanici, pur utilizzando acciaio a basso contenuto di C (0,2%). Il massiccio utilizzo di questi acciai ha portato alla formulazione della norma UNI EN 10080

Acciai inossidabili nell’ingegneria edile

Inizialmente, la scelta di questi acciai è stata legata alla caratteristica di resistere inalterati, senza rivestimenti protettivi, all’aggressione atmosferica conservando, nel tempo, la loro apparenza bianco-argentea.
Successivamente, sono stati utilizzati nell’edilizia in funzione anche di caratteristiche non estetiche, quali manutenzione contenuta, elevata sicurezza e, nel caso degli acciai austenitici, buona resistenza al fuoco. Il loro utilizzo va valutato in termini di reale economia, rapportando i maggiori costi alla vita dell’edificio.
Gli acciai inossidabili attualmente utilizzati sono:

  • i tipi austenitici come l’AISI 304 per tutte le applicazioni esterne, in atmosfere non molto aggressive, come pannelli, rivestimenti esterni, serramenti;
  • il tipo legato al molibdeno, l’AISI 316, per le applicazioni esterne, in severe condizioni ambientali, marine o industriali;
  • l’acciaio AISI 430 ferritico, di costo inferiore, per le applicazioni interne (rivestimenti ecc.) e per le applicazioni esterne in atmosfere rurali.

 

Ghisa

Le ghise sono leghe ferrose con contenuti di C superiori al 2,0% (in peso). In pratica, la maggior parte delle ghise contiene tra i13,0 e il 4,5% di C e, spesso, altri elementi di lega. Nella maggior parte delle ghise, il C si presenta sotto forma di grafite. Le ghise più comuni si distinguono in grigie, nodulari, bianche e malleabili.

Ghisa grigia

In queste ghise, la grafite esiste sotto forma di lamine circondate da una matrice ferritica. Per la presenza di queste lamine di grafite, la superficie di frattura ha un colore grigio, da cui il nome. Dal punto di vista meccanico, la ghisa grigia presenta bassa resistenza a trazione ed è fragile: infatti, le estremità delle lamine di grafite sono appuntite e possono agire come punti di concentrazione delle tensioni. La resistenza a compressione è abbastanza elevata.
Le ghise grigie hanno, peraltro, alcune caratteristiche positive per le quali trovano largo impiego. Esse sono molto efficaci nello smorzamento delle energie vibrazionali. Le strutture di base di macchinari pesanti, esposti alle vibrazioni, sono costruite con questa ghisa. In aggiunta, le ghise grigie presentano elevata resistenza all’usura e allo stato liquido hanno un’elevata fluidità alla temperatura di colata: ciò fa sì che i pezzi ottenuti possano avere anche forme molto complicate. La contrazione, poi, al raffreddamento, è bassa. Infine, le ghise grigie sono le meno costose fra tutte quelle prodotte.

Ghisa duttile (o nodulare o sferoidale)

Aggiungendo una piccola quantità di magnesio e/o di cerio alla ghisa grigia prima della colata nello stampo, si forma ancora grafite ma sotto forma di noduli o particelle sferiche invece che di fiocchi. La lega risultante è detta ghisa duttile o nodulare o sferoidale.
La ghisa duttile, pur avendo ancora quasi tutti i pregi delle ghise grigie lamellari, possiede caratteristiche che si avvicinano a quelle dell’acciaio. Per esempio, la ghisa duttile ferritica ha una resistenza alla trazione di circa 380-480 MPa e una duttilità (espressa come percentuale di allungamento) del 10-20%. Con queste ghise si possono colare getti complicati che si lavorano bene alle macchine utensili. Tipiche applicazioni di questo materiale sono valvole, corpi di pompe, ingranaggi.

Ghisa bianca e ghisa malleabile

Nelle ghise con contenuto minore del 2% di silicio, raffreddate rapidamente, la maggior parte del C si trova combinato sotto forma di cementite piuttosto che di grafite. La superficie di frattura si presenta bianca, per questo è denominata ghisa bianca. In conseguenza della gran quantità di cementite presente, la ghisa bianca è molto dura ma anche molto fragile, al punto che non è possibile lavorarla alle macchine utensili. Il suo impiego è limitato alle applicazioni che necessitano di una superficie molto dura e resistente all’usura ma priva di duttilità, per esempio, macine di mulini e ruote di treni. Comunque, in genere, la ghisa bianca è utilizzata come intermediaria nella produzione di un’altra ghisa, la ghisa malleabile.
La ghisa malleabile è ghisa bianca riscaldata a lungo ad una temperatura compresa tra 800 e 950 °C, a contatto di sola sabbia (per prevenire l’ossidazione del C), entro recipienti refrattari. Tale ricottura non decarbura di molto la ghisa, ma più che altro provoca la separazione del C grafitico in noduli distribuiti con uniformità nella massa. Il processo è detto a cuore nero ed è applicato su oggetti anche di spessore elevato (fino a 20-25 mm).
Le applicazioni tipiche sono ingranaggi di trasmissione, flange, parti di valvole, raccordi filettati per tubazioni o altri pezzi meccanici che richiedono una buona resistenza a trazione e tenacità.

Alluminio

L’alluminio, entrato nell’uso pratico in epoca recente, ha acquisito una posizione prominente tra i metalli di uso industriale e architettonico. I suoi impieghi sono i più diversi: l’alluminio, infatti, è il metallo più diffuso dopo il ferro. È impiegato nella costruzione di veicoli, in edilizia, nella meccanica, per imballaggi, sia puro sia in lega.

La produzione dell’alluminio richiede l’utilizzo d’ingenti quantitativi di energia elettrica (dai 17 ai 20 kW/kg) con ovvie ripercussioni sui costi finali dei manufatti. Si stima che i costi dell’energia elettrica nell’intera produzione rappresentino più di un terzo del costo totale. Negli ultimi anni si sono affermate tecnologie di riciclaggio dell’alluminio usato, con ottimi risultati e notevoli benefici di natura sia ambientale sia economica. Infatti, la lavorazione dell’alluminio riciclato richiede una quantità di energia il 90-95% minore di quella necessaria per produrlo dal minerale.

Il potere riflettente per la radiazione visibile è del 90%. E’ usato pertanto nell’interno di lampade e nei collettori solari. Il poter riflettente anche per le radiazioni all’infrarosso è molto alto, circa il 97%: superfici di alluminio sono impiegate per l’isolamento del calore radiante.

Particelle sotto forma di fiocchi sono utilizzate come pigmento conferendo alle pitture un ottimo potere ricoprente e impermeabilità al rivestimento. L’alluminio allo stato puro trova applicazione solo nell’industria chimica ed elettrotecnica, mentre più diffuso utilizzo hanno le sue leghe.

Proprietà delle leghe

L’alluminio puro è caratterizzato da un modulo elastico pari a 69.000 MPa e da carichi di rottura e di snervamento rispettivamente pari a circa 200 MPa e 40 MPa. Poiché questi valori sono spesso inferiori a quelli richiesti alla maggior parte delle applicazioni, l’alluminio è usato in lega con altri elementi, in modo da migliorarne le caratteristiche meccaniche. Selezionando fra esse è possibile scegliere la lega che meglio soddisfa le richieste e le esigenze di esercizio.

Le caratteristiche che rendono interessanti le leghe di alluminio sono:

  • leggerezza;
  • conducibilità termica;
  • conducibilità elettrica;
  • resistenza alla corrosione;
  • possibilità di effettuare trattamenti superficiali;
  • facilità di messa in opera;
  • il riciclaggio dei rottami;
  • ampia gamma di semilavorati;
  • ampia gamma di leghe.

Gli elementi che entrano in lega con l’alluminio sono numerosi, ma solo un numero limitato è utilizzato per le leghe commerciali. In funzione dell’elemento alligante aggiunto in percentuale maggiore si distinguono 9 famiglie di leghe. La norma EN 573-AW le classifica.

Gli elementi alliganti più comuni sono Cu, Si, Zn, Pb, Mn e Mg. Elementi come Cr e V sono aggiunti per modificare le caratteristiche microstrutturali, come la finezza del grano cristallino o aumentare la temperatura di ricristallizzazione.

L’effetto di ciascun elemento alligante è legato alla percentuale con cui è aggiunto. Esiste, in ogni modo, una percentuale di saturazione oltre la quale alcune proprietà non variano più in modo sensibile. In breve, gli effetti dei vari elementi di lega sono:

  • manganese, aumenta la tenacità;
  • magnesio, aumenta la resistenza alla corrosione, la saldabilità e la resistenza meccanica;
  • magnesio + silicio, aumenta la resistenza meccanica, la formabilità e la resistenza alla corrosione;
  • silicio, abbassa il punto di fusione e aumenta la resistenza all’usura;
  • rame, aumenta la resistenza meccanica ma riduce la resistenza alla corrosione e la saldabilità;
  • zinco, aumenta molto la resistenza meccanica se in combinazione con altri elementi;
  • piombo, aumenta la lavorabilità all’utensile.

Alle basse temperature, le leghe di alluminio non presentano la transizione duttile-fragile, ma un miglioramento complessivo delle caratteristiche meccaniche. Infatti, resistenza a rottura e rigidezza aumentano con il diminuire della temperatura, mentre l’allungamento tende a rimanere costante.

Alle alte temperature, invece, si osservano decadimenti irreversibili di alcune caratteristiche meccaniche, soprattutto per leghe che sono state sottoposte a trattamenti termici o deformazione plastica.

Corrosione

L’alluminio allo stato puro ha un ottimo comportamento alla corrosione e richiede minor protezione rispetto ad altri metalli. Quando la superficie di un pezzo di alluminio, appena formato, è esposta all’atmosfera si ricopre subito con un sottile strato di ossido. Questo si riforma con rapidità se danneggiato.

Un’importante caratteristica di questo ossido è che il valore del rapporto di Pilling-Bedworth è circa 1,3. Lo strato superficiale si troverà, quindi, in uno stato di compressione. Il film non solo ricopre il materiale con continuità ma, per questo motivo, possiede anche la capacità di non rompersi quando il substrato subisce piccole deformazioni. A temperatura smbiente lo strato protettivo ha uno spessore di 2-3 nm ed è prodotto in meno di un giorno. L’alluminio, molte volte, è rinforzato con altri elementi quali rame, zinco, nichel; elementi che rendono però la lega più suscettibile di corrosione.

Il principale fattore che ne influenza il comportamento è il tipo di atmosfera: rurale, urbana, industriale, marina.

Le forme di corrosione più usuali sono:

Corrosione per pitting

È la morfologia di corrosione più comune per l’alluminio negli ambienti naturali e industriali.

Corrosione intergranulare

In seguito alla segregazione degli elementi alliganti, segregati al raffreddamento del fuso al contorno dei grani, si possono determinare pile di corrosione.

Corrosione interstiziale

Si manifesta quando le condizioni di progettazione o di montaggio comportano la formazione d’interstizi tra due parti di alluminio o tra alluminio e altri metalli, creando le condizioni per la formazione di una cella elettrolitica dovuta a ristagno di elettroliti. Può avere effetti molto marcati e portare in breve tempo alla dissoluzione del metallo nelle zone circostanti l’interstizio.

Corrosione filiforme

Questa forma di attacco si manifesta sotto la superficie degli strati di vernici. La corrosione avanza sotto “pelle”. Suscettibili a questo tipo di corrosione sono i rivestimenti permeabili all’umidità. Anche se il substrato metallico risente poco di questo tipo di attacco, l’aspetto estetico del manufatto è insoddisfacente, soprattutto quando l’alluminio è usato come materiale di rivestimento.

Corrosione galvanica

Tenendo conto che la corrosione dipende molto dall’ambiente, si è riscontrato che solo l’accoppiamento alluminio-rame e alluminio-grafite ha un importante effetto sulla corrosione galvanica dell’alluminio. Piombo, acciaio inossidabile, titanio e stagno hanno effetto solo in ambienti molto aggressivi (marini o acidi).

Ambienti chimici aggressivi

A causa della natura anfotera dell’alluminio, il film di ossido (Alz03) è solubile a temperatura ambiente a pH inferiori a 3 o superiori a 9. In conseguenza, in tali ambienti, si avrà una corrosione generalizzata con velocità pressoché costante.

Protezione

Per la maggior parte delle applicazioni comuni l’alluminio può essere usato senza particolari precauzioni. Tuttavia, per assicurare la massima resistenza alla corrosione, nei casi in cui si verificassero condizioni atte all’instaurarsi di processi corrosivi, è importante soprattutto un’adeguata progettazione. Saranno perciò di particolare importanza:

  • una corretta scelta della lega in relazione all’ambiente e alle condizioni di servizio;
  • una scelta e un controllo dei processi di fabbricazione;
  • la progettazione accurata per evitare la realizzazione di geometrie pericolose (interstizi o accoppiamenti galvanici).

In secondo luogo si possono prendere in esame diversi trattamenti di protezione, di varia natura ed efficacia.

Trattamenti fisici

Spray metallico

Consiste nello spruzzare zinco metallico sulla superficie. L’adesione dello spray è buona, purché la superficie del manufatto sia stata ben preparata. Tuttavia la resistenza meccanica di tale strato è scarsa e, perciò, è spesso soggetto a rotture e abrasioni meccaniche, con graduale perdita di efficienza.

Sigillanti

Sono utilizzati per prevenire la corrosione interstiziale, nei casi in cui sia molto difficile prevenirla. Sono miscele di composti organici e inorganici che evitano il contatto dell’alluminio con l’umidità e, quindi, la presenza sul metallo di un componente essenziale (acqua) per la corrosione elettrochimica. Tra i sigillanti più usati si ricordano schiume in poliuretano, gomma butile, neoprene.

Trattamento con vernici

Queste presentano una vasta gamma di tipologie, colore e finitura superficiale, con discrete proprietà di protezione dalla corrosione.

Trattamenti chimici ed elettrochimici

Inibitori

Sono aggiunti alle soluzioni utilizzate per la pulizia superficiale allo scopo di stabilizzare l’interfaccia tra il metallo e l’ambiente circostante, così da inibire il processo corrosivo. In genere sono a base di cromati, borati e fluorosilicati.

Anodizzazione

L’ anodizzazione è il procedimento più usato, mediante il quale si provoca una crescita accelerata dello strato di ossido dell’alluminio: per le sue proprietà anticorrosive, di ancoraggio dei colori e d’isolamento elettrico, l’alluminio ossidato anodicamente si è diffuso nel settore edilizio architettonico.
I ricoprimenti ottenuti per via elettrolitica sono ottimi dal punto di vista meccanico e di resistenza all’abrasione. La natura porosa dei film di ossidi permette la produzione di ricoprimenti colorati tramite la deposizione di pigmenti organici e metallici. Il procedimento di anodizzazione ha funzioni sia protettive sia decorative, ed è anche la base per applicazioni di vernici ed elettrodeposizioni di varia natura che trovano migliore adesione sul substrato creato da questo processo.
Quando una corrente elettrica è fatta circolare in una cella elettrolitica, contenente una soluzione leggermente acida, nella quale l’alluminio funge da anodo, gli anioni migrano verso l’anodo, al quale cedono le cariche elettriche che trasportano, e si depositano su di esso. In tale soluzione acquosa gli anioni sono costituiti in gran parte da ossigeno, il quale si combina con l’alluminio per formare l’ossido.
Le caratteristiche della struttura chimico-fisica dello strato elettro-ossidato dipendono dal tipo di elettrolita impiegato, dalla sua concentrazione, dal tempo di trattamento, mentre la temperatura del bagno, in genere, non influenza le caratteristiche del film.
I manufatti da trattare sono puliti con vapore o emulsioni sgrassanti, con pulizia finale in soluzione alcalina. Quest’ultima fase è necessaria per rimuovere eventuali impurezze di ossidi che si sono potuti depositare durante le lavorazioni precedenti.
La fase successiva è quella di ancoraggio dei manufatti da trattare su appositi supporti che hanno la duplice funzione di sostegno meccanico e di contatto elettrico. Si inizia poi l’elettrolisi.
Quando lo spessore del ricoprimento raggiunge il valore desiderato, si opera una fase di sigillatura della porosità, ottenuta mediante immersione del manufatto in acqua calda o vapore. Ciò provoca un’idratazione dell’allumina superficiale. L’effetto di questa operazione è quello di rendere più compatta e uniforme la superficie, rendendola impermeabile, garantendo una maggior durata e un miglior aspetto superficiale. L’operazione di sigillatura può essere preceduta anche da una fase di colorazione mediante pigmenti.

Elettrocolorazione

Uno dei metodi più efficaci per la colorazione dell’alluminio è quello dell’elettrocolorazione. Il manufatto anodizzato è immerso in una soluzione acida contenente sali metallici, e sottoposto a una corrente alternata. In queste condizioni si formeranno depositi metallici sotto forma di ossidi nella struttura porosa del film ossidato, producendo il colore caratteristico del sale metallico usato.

Saldatura

Fino a cinquanta anni fa, l’alluminio e le sue leghe erano considerati non saldabili a causa delle caratteristiche dell’ossido. L’allumina (Al z03), che ricopre il metallo, ha un elevato punto di fusione. Il problema si riscontrava proprio nella temperatura di fusione: l’interfaccia di ossido tra gli elementi da saldare non ne permetteva l’unione. Solo dopo la seconda guerra mondiale, con il perfezionamento delle tecniche e delle attrezzature di saldatura, è stato possibile risolvere il problema per cui oggi l’alluminio e le sue leghe sono saldabili.

Le metodologie di saldatura più utilizzate sono:

  • TIG in corrente alternata (è un processo di saldatura per fusione che sfrutta l’elevata temperatura prodotta da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo infusibile ed il pezzo da saldare)
  • MIG in corrente continua (procedimento di saldatura per fusione che sfrutta l’elevata temperatura prodotta da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo fusibile – un filo – e il pezzo da saldare).

Queste tecniche, oltre a rimuovere e disperdere l’ossido hanno la caratteristica di proteggere il fuso, tramite gas inerte, da possibili ossidazioni che porterebbero a pericolose inclusioni nel metallo, abbattendo le caratteristiche meccaniche complessive del giunto stesso. Queste tecniche evitano anche il problema legato all’elevata conducibilità termica dell’alluminio, che ostacola la fusione localizzata del materiale, con surriscaldamento in prossimità del giunto e conseguenti deformazioni.